Kraftkalibrierung

Die Kraftkalibrierung vergleicht die Anzeige eines kraftmessenden Geräts mit einer Referenzkraft mit dokumentierter Rückführbarkeit. Bei Werkstoffprüfmaschinen erfolgt dies nach ISO 7500-1, und der Maschine wird eine Genauigkeitsklasse zugewiesen.

Ziel ist es, dass die aus Werkstoffprüfungen gewonnenen Festigkeitswerte zuverlässig sind. Ein Fehler im Zugversuchsergebnis wirkt sich direkt auf die Materialabnahmeentscheidung aus.

• Zug-Druck-Prüfmaschinen (Universalprüfmaschinen)
• Kraftaufnehmer (Load Cell)
• Kraftmessgeräte und Dynamometer
• Härteprüfgeräte (Kraftaufbringungssystem)
• Pressen und Druckprüfgeräte
• Kraftmessringe und Referenzaufnehmer

• Anzeigefehler: bei zunehmender und abnehmender Kraft
• Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit
• Nullrückkehrfehler
• Hysterese (Rückkehrfehler)
• Auflösung
• Zuweisung der Genauigkeitsklasse (ISO 7500-1: Klasse 0,5 / 1 / 2 usw.)

Das Kalibrierintervall ist durch keine Norm festgelegt; eine allgemeine Regel wie "jährlich" gibt es nicht. Es ergibt sich aus der Gesamtschau von Herstellerempfehlung, Nutzungshäufigkeit und -bedingungen, Kritikalität der Messung, Driftverhalten in früheren Kalibrierergebnissen und etwaigen Rechtsvorschriften. ILAC-G24 / OIML D10 beschreiben die Verfahren dazu. Sinnvoll ist, mit einem plausiblen Erstintervall zu beginnen und es anhand der Folgeergebnisse zu verlängern oder zu verkürzen: bei stabilem Gerät verlängern, bei driftendem verkürzen.

• ISO/IEC 17025
• ISO 7500-1 (Werkstoffprüfmaschinen)
• ISO 376 (Kraftmessaufnehmer)
• EN 12390-4 (Betondruckprüfmaschinen)
• JCGM 100 (GUM — Unsicherheit)

• ISO/IEC 17025
• ISO 7500-1 (Werkstoffprüfmaschinen)
• ISO 376 (Kraftmessaufnehmer)
• EN 12390-4 (Betondruckprüfmaschinen)
• JCGM 100 (GUM — Unsicherheit)

1. 1Geräteannahme und EingangsprüfungDer Gerätezustand wird auf Verschleiß und Beschädigung geprüft. Bei Längenmessmitteln wird zusätzlich die Sauberkeit der Messflächen kontrolliert.
2. 2Akklimatisierung an die UmgebungsbedingungenDas Gerät wird auf Labortemperatur ausgeglichen. Bei Längenmessungen wird eine Temperaturdifferenz über die Wärmeausdehnung des Werkstoffs unmittelbar zum Messfehler.
3. 3Vorbereitung der BezugsnormaleRückführbar kalibrierte Gewichte, Endmaße, Druckwaagen oder Referenzaufnehmer werden bereitgestellt.
4. 4Vorbelastung und NullpunktkontrolleBei Kraft-, Drehmoment- und Wägekalibrierungen wird das Gerät mehrfach bis zur Höchstlast be- und entlastet; anschließend wird der Nullpunkt kontrolliert.
5. 5Ablesungen an den MesspunktenAn repräsentativen Punkten des Messbereichs wird in aufsteigender und absteigender Richtung abgelesen; so wird die Hysterese bestimmt.
6. 6WiederholpräzisionsmessungenDerselbe Punkt wird wiederholt gemessen; bei der Wägekalibrierung wird zusätzlich die Exzentrizität (außermittige Last) geprüft.
7. 7Anwendung der KorrektionenKorrektionen für Fallbeschleunigung, Luftauftrieb und Temperatur werden berücksichtigt; ihr Weglassen führt bei Präzisionsmessungen zu erheblichen Abweichungen.
8. 8Unsicherheit und KalibrierscheinDas Unsicherheitsbudget wird aufgestellt und die Ergebnisse in den Kalibrierschein eingetragen; auf Wunsch wird eine Konformitätsaussage mit Entscheidungsregel ergänzt.

Jedes Kalibrierergebnis wird mit einer Messunsicherheit angegeben; ein Ergebnis ohne Unsicherheitsangabe ist unvollständig. Die Unsicherheit wird nach dem GUM-Ansatz (JCGM 100) budgetiert: Unsicherheit des Normals, Wiederholpräzision, Auflösung, Umgebungseinflüsse und Gerätestabilität werden kombiniert. Im Kalibrierschein wird die erweiterte Unsicherheit mit Erweiterungsfaktor (meist k = 2) und näherungsweisem Vertrauensniveau angegeben. Die kleinste angebbare Unsicherheit ist durch die akkreditierte Kalibrier- und Messfähigkeit (CMC) begrenzt; eine bessere Unsicherheit darf nicht ausgewiesen werden.

• Die Unsicherheit und Drift des Referenzkraftaufnehmers
• Der Temperatureffekt und der Temperaturkoeffizient des Aufnehmers
• Die Auswirkung außeraxialer (seitlicher) Belastung
• Wiederholbarkeit und Hysterese
• Geräteauflösung
• Die Steifigkeit der Verbindungselemente

• Angaben zum Laboratorium und Kalibrierscheinnummer
• Kunde und Identifikation des kalibrierten Geräts: Marke, Typ, Seriennummer
• Kalibrierdatum und Ausstellungsdatum des Kalibrierscheins
• Angewandtes Kalibrierverfahren bzw. Verweis auf die Verfahrensanweisung
• Verwendete Bezugsnormale und Angaben zur Rückführbarkeit
• Umgebungsbedingungen während der Kalibrierung (Temperatur, Feuchte, ggf. Druck)
• Messpunkte, Referenzwerte und Geräteanzeigen
• Berechnete Abweichungen
• Erweiterte Messunsicherheit und Erweiterungsfaktor
• Ausführendes und freigebendes Personal der Kalibrierung
• Der kalibrierte Kraftbereich und die Richtung (Zug/Druck)
• Die zugewiesene Genauigkeitsklasse (falls ISO 7500-1 angewendet wurde)
• Die verwendeten Verbindungselemente
• An welcher Säulen-/Traversenposition der Maschine die Messung durchgeführt wurde

Ein Kalibrierschein ist KEINE KONFORMITÄTSBESCHEINIGUNG. Die Kalibrierung misst und dokumentiert die Abweichung des Geräts; sie korrigiert sie nicht und sagt nicht, das Gerät sei "richtig". Für die Entscheidung über die Gebrauchstauglichkeit muss eine Toleranz (Akzeptanzkriterium) festgelegt werden — und diese legt der Anwender fest, nicht das Labor. Wird eine Konformitätsaussage gewünscht, verlangt ISO/IEC 17025 Abschnitt 7.8.6 eine vorab vereinbarte ENTSCHEIDUNGSREGEL, die festlegt, wie die Messunsicherheit in die Entscheidung eingeht; eine Konformitätsaussage ohne Berücksichtigung der Unsicherheit ist irreführend. Der Kalibrierschein zeigt zudem den Zustand ZUM ZEITPUNKT der Kalibrierung: spätere Nutzung, Transport oder Stöße können den Zustand verändern, was der Schein nicht abdeckt. Steht ein nächster Kalibriertermin darauf, ist dies keine Entscheidung des Labors, sondern ein Hinweis gemäß dem vom Kunden genannten Intervall.

Die Kalibrierung erfolgt nach ISO/IEC 17025; die Norm fordert technische Kompetenz, Unparteilichkeit und messtechnische Rückführbarkeit des Laboratoriums. Die Akkreditierung gilt je VERFAHREN und MESSBEREICH: Eine Größe oder ein Bereich, der nicht in der Anlage zum Akkreditierungsumfang steht, ist nicht akkreditiert, und für diese Messung darf kein Kalibrierschein mit Akkreditierungssymbol ausgestellt werden. Im Umfang ist zudem die kleinste angebbare Messunsicherheit (CMC) festgelegt; eine bessere darf nicht ausgewiesen werden. EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung nach ISO/IEC 17025 von Unterzeichnerstellen der ILAC-Vereinbarung; ob Ihr Gerät im akkreditierten Umfang kalibriert werden kann, wird im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

• Druckkalibrierung
• Massekalibrierung
• Waagenkalibrierung
• Drehmomentkalibrierung
• Längenkalibrierung